Методика управления человеческими ресурсами наукоемких производств, основанная на динамическом распределении закрепленных за операторами функций при изменении их психофизиологического состояния
Бесплатно
Основная коллекция
Тематика:
Прикладные информационные технологии
Издательство:
Науковедение
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 13
Дополнительно
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 1 http://naukovedenie.ru 131TVN214 УДК 65.011.56 Носов Максим Васильевич ГКОУ ВПО «Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации» Россия, Орёл1 E-Mail: nosovm@mail.ru Кузнецов Андрей Викторович ГКОУ ВПО «Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации» Россия, Орёл Кандидат технических наук E-Mail: kvaa77@rambler.ru Методика управления человеческими ресурсами наукоемких производств, основанная на динамическом распределении закрепленных за операторами функций при изменении их психофизиологического состояния Аннотация: Развитие наукоемких производств во всем мире характеризуется все более широким применением CALS-технологий (технологий непрерывной информационной поддержки продукции на всех этапах ее жизненного цикла). Однако существующие производственные информационные системы поддерживают управление данными об изделиях (PDM Product Data Management) и планирование материальных ресурсов (ERP Enterprise Resource Planning) и не предусматривают управления интеллектуальными, прежде всего человеческими, ресурсами. Человеческие интеллектуальные ресурсы рассматриваются в работе в непосредственном проявлении компетенций работника, усиливаемых средствами автоматизации интеллектуальных процессов на основе человеко-машинных систем (автоматизированных рабочих мест – АРМ). Автоматизации управления человеческими ресурсами наукоемких производств посвящены работы [1–3]. Однако в них не учитываются влияния, связанные с возникновением нервно-эмоционального напряжения, утомления, заболевания и других отклонений психофизиологического состояния (ПФС) исполнителей-операторов АРМ. Успешное выполнение профессиональных обязанностей, сохранение здоровья операторов АРМ и, как следствие, повышение эффективности управления человеческими ресурсами наукоемких предприятий может быть достигнуто за счет совершенствования научно-методического аппарата определения ПФС операторов по информации от нескольких каналов взаимодействия с АРМ и разработки механизмов динамического распределения их функций в случае его отклонения от состояния оперативного покоя. Ключевые слова: Наукоемкое производство; производственные информационные системы; психофизиологическое состояние; джиттер; текстовый и речевой канал взаимодействия; автоматизация управления человеческими ресурсами; эффективность управления; автоматизированные рабочие места. Идентификационный номер статьи в журнале 131TVN214 1 302040, Российская Федерация, г. Орёл, ул. Приборостроительная, д. 80, кв. 38
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 2 http://naukovedenie.ru 131TVN214 Определение психофизиологического состояния исполнителей наукоемких производств Автоматизация определения психофизиологического состояния (ПФС) операторов автоматизированных рабочих мест (АРМ) может быть основана на поведенческих характеристиках человека, таких как подпись, стиль управления манипулятором, например, типа «мышь», клавиатурный почерк или голос. В качестве уникальной информации, характеризующей ПФС, можно отметить степень аритмичности (апериодичности). Единство ее формального представления в виде джиттера сигналов различных (текстового или речевого) каналов взаимодействия технических средств и оператора АРМ позволяет использовать для анализа последнего единый методологический аппарат. В работе [4] предложена методика выделения случайного джиттера (RJ – Random Jitter) для следующих видов общего джиттера: джиттера периода основного тона (ОТ) речевого сигнала [5], джиттера длительности и интервала между нажатиями кнопок на клавиатуре, джиттера длительности и интервала между нажатиями левой кнопки манипулятора типа «мышь», а также джиттера сигнала его перемещения. В дальнейших исследованиях авторов сделан вывод о возможности определения ПФС оператора по доле (в процентах) кадров анализируемого сигнала, на которых абсолютное значение случайного джиттера превышает пороговое значение : [%], (1) где R – общее число фрагментов (кадров). Результаты оценки характеристики (1) на примере случайного джиттера сигнала перемещения «мыши», полученные методом скользящего среднего для двух операторов, находящихся в состояниях оперативного покоя и нервно-эмоционального напряжения, представлены на рисунке 1. ОТ TJ НАЖ t TJ НАЖ T TJ НАЖ.ЛКМ t TJ НАЖ.ЛКМ T TJ МЫШЬ T TJ RJ Thr R Thr RJ RJ Over RJ RJ : 100 МЫШЬ T RJ
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 3 http://naukovedenie.ru 131TVN214 а) б) Рис. 1. Оценка методом скользящего среднего для оператора, находящегося в состоянии оперативного покоя (а) и нервно-эмоционального напряжения (б) Для объединения оценок (1), полученных по различным (доступным для анализа) сигналам каналов взаимодействия оператора и технических средств АРМ наукоемкого производства, предложено использовать обобщенную функцию желательности Харрингтона [6]: , (2) где – число используемых характеристик ; – логистическая функция Харрингтона, также называемая «кривая желательности»: (3) с двумя участками насыщения (при и ) и линейным участком ( ). Значения рассматриваемых характеристик случайного джиттера , , , , , распределяются в масштабе, соответствующем предъявляемым к ним требованиям, на промежутке эффективных значений шкалы частных показателей : , (4) где – значение характеристики в исходной шкале; и – верхняя и нижняя границы области «удовлетворительно» в исходной шкале [7]. 10 20 30 40 50 60 0 50 100 150 200 250 Time (s) Over (%) 0 50 100 150 200 250 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Time (s) Over (%) МЫШЬ T RJ Over s s i d d d f ... 2 1 s RJ Over d y d exp exp 0 d 1 d 63 ,0 ... 2,0 d RJ Over ОТ T RJ НАЖ t RJ НАЖ T RJ НАЖ.ЛКМ t RJ НАЖ.ЛКМ T RJ МЫШЬ T RJ y НИЖН ВЕРХ ВЕРХ RJ RJ RJ RJ Over Over Over Over y RJ Over ВЕРХ RJ Over НИЖН RJ Over
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 4 http://naukovedenie.ru 131TVN214 Затем соответствующие им показатели пересчитываются в значения на шкале желательности. При этом шкала «желательности» (ось ) условно делится в диапазоне от 0 до 1 на пять поддиапазонов, соответствующих следующему вербальному описанию ПФС человека: – «очень плохо», – «плохо», – «удовлетворительно», – «хорошо», – «очень хорошо». Для формирования решения (2) необходимо знание верхних ( ) и нижних ( ) границ области «удовлетворительно» (4) для случайного джиттера , , , , , . Указанные границы могут быть рассчитаны для каждого из исполнителей в соответствии с рекомендациями, данными в [7]: нижняя граница интервала «удовлетворительно» равна значению средней арифметической величины, а верхняя – суммарному значению средней арифметической величины и ее среднеквадратического отклонения. Пороговое и граничные , значения образуют матрицу , (5) названную профилем ПФС исполнителя. Профиль ПФС всех исполнителей будет определяться матрицей , образованной конкатенацией матриц (5) для исполнителей. Эффективность управления человеческими ресурсами наукоемких производств Перспективным подходом к решению задачи автоматизации управления человеческими ресурсами является менеджмент, основанный на знаниях (Skills-Based (SB) Management) [3]. SB-менеджмент реализует представление проекта, выполняемого группой исполнителей, в виде комплекса взаимосвязанных производственно-технологических функций (ПТФ). Для выполнения конкретной ПТФ исполнителем или при его участии необходимо, чтобы он владел соответствующими знаниями, умениями и навыками. Набор оценок , где – фактический уровень (рейтинг) i-го исполнителя по k-ой компетенции (K – число компетенций), назовем квалификационным профилем (профилем компетенций) i-го исполнителя . Методы оценки приведены в [2]. Профили исполнителей производственного подразделения представим в виде матрицы . Модель, представляющую требуемые уровни компетенций работника , необходимые для выполнения j-й функции технологического процесса, назовем нормативным профилем j-й ПТФ (рабочего места). Для получения используются экспертные оценки по балльной шкале. Нормативные d 2,0;0 37 ,0;2,0 63 ,0; 37 ,0 8,0; 63 ,0 1;8,0 ВЕРХ RJ Over НИЖН RJ Over ОТ T RJ НАЖ t RJ НАЖ T RJ НАЖ.ЛКМ t RJ НАЖ.ЛКМ T RJ МЫШЬ T RJ RJ Thr ВЕРХ RJ Over НИЖН RJ Over НИЖН ВЕРХ НИЖН ВЕРХ НИЖН ВЕРХ НИЖН ВЕРХ НИЖН ВЕРХ НИЖН ВЕРХ МЫШЬ МЫШЬ МЫШЬ НАЖ.ЛКМ НАЖ.ЛКМ НАЖ.ЛКМ НАЖ.ЛКМ НАЖ.ЛКМ НАЖ.ЛКМ НАЖ НАЖ НАЖ НАЖ НАЖ НАЖ ОТ ОТ ОТ T T T Tt Tt Tt t t t T T T t t t T T T RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ RJ Over Over Thr Over Over Thr Over Over Thr Over Over Thr Over Over Thr Over Over Thr G M G 3 6 M iK ik i i i P P P P P ,..., ,..., , 2 1 ik P M i ... 1 iK ik i i P P P P ,..., ,..., , 2 1 M K M P jK jk j j j R R R R R ,..., ,... , 2 1 jK jk j j R R R R ,..., ,... , 2 1
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 5 http://naukovedenie.ru 131TVN214 профили всех функций конкретного подразделения производства будем представлять в виде матрицы , где N – число функций рассматриваемого производственного подразделения [2]. Определим оценку важности (значимости) k-й компетенции для выполнения j-й функции (6) и относительную оценку адекватности назначения i-го исполнителя на j-ю функцию с учетом k-й компетенции (7) Очевидно, что , и . Тогда абсолютная оценка адекватности назначения i-го исполнителя на j-ю функцию с учетом k-й компетенции (8) позволяет определить адекватность назначения i-го исполнителя на j-ю функцию: (9) Очевидно, что . В [8] введен следующий критерий эффективности закрепления i-го исполнителя на j-й функцией: (10) где – показатель значимости j-й функции, причем Для учета трудоемкости функций рассматривается некоторый плановый период и дополнительно введены следующие показатели: – – трудоемкость (человеко-часы) выполнения j-й функции ; – – трудовой ресурс (человеко-часы) i-го исполнителя . Для формальной постановки оптимизационной задачи закрепления функций за исполнителями на основе учета навыков и умений исполнителей можно использовать подход, предложенный в [2]. В предположении, что каждый исполнитель может участвовать в нескольких функциях, эффективность использования i-го исполнителя : K N R K k jk jk jk R R r 1 ' ' . , min jk jk ik ijk R R P A 1 0 jk r 1 1 K k jk r 1 0 ijk A ijk jk ijk ijk r A . 1 K k ijk ij a 1 0 ij a , j ij ij w a e j w .1 1 N j j w j Q N j ... 1 iq M i ... 1 M i ... 1
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 6 http://naukovedenie.ru 131TVN214 (11) где – оценка его ПФС, причем и оценка соответствует состоянию оперативного покоя [9]; – доля j-й функции, выполняемая i-м исполнителем, причем . Тогда оптимизация закрепления исполнителей за функциями с учетом их текущих ПФС и перераспределение закрепленных функций при отклонениях ПФС в случае воздействия влияющих факторов заключается в нахождении значений , доставляющих максимальное значение общему критерию эффективности [10] (12) при условии закрепления достаточного числа исполнителей за каждой функцией (13) и ограничениях на загрузку исполнителей . (14) При известных оценках ПФС исполнителей (выражения (1)–(4)) решение задачи (12) позволит повысить эффективность управления человеческими ресурсами наукоемких производств (рис. 2). , 1 N j ij ij i i x e f E if 1 0 if 1 if ijx 1 0 ijx const fi M i ... 1 ij x max 1 1 M i N j ij ij i x e f E 1 1 M i ijx N j ... 1 i N j j ij q Q x 1 M i ... 1
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 7 http://naukovedenie.ru 131TVN214 Рис. 2. Схема методики управления человеческими ресурсами наукоемких производств Методика управления человеческими ресурсами наукоемких производств Исходными данными для реализации соответствующей методики являются: 1) число N функций рассматриваемого производственного подразделения; 2) число исполнителей производственного подразделения; 3) число K компетенций исполнителя, необходимых для выполнения производственно-технологических функций; 4) матрица квалификационных профилей работников; 5) матрица производственно-технологических функций производственного подразделения; Выполнение ПТФ Выполнение тестовых заданий Аутентификация исполнителей Начало работы? Да Нет Начало N, M, K, Конец Эффективность использования исполнителей 1 3 4 5 7 2 , K M P , K N R ,j w , j Q iq N j ... 1 M i ... 1 Расчет RJ Over Определение ПФС исполнителей Расчет фактической загрузки исполнителей Выполнен весь технологический процесс? Нет 6 9 10 12 13 14 Перераспределение ПТФ между исполнителями 11 Расчет RJ Over 8 , 2 6 M G M K M P K N R
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 8 http://naukovedenie.ru 131TVN214 6) матрица профиля ПФС исполнителей ( исполнителей ); 7) показатели значимости j-й функции ; 8) трудоемкость (человеко-часы) выполнения j-й функции; 9) трудовой ресурс (человеко-часы) i-го исполнителя . Процесс управления начинается после того, как все исполнителей, имеющих допуск к работе, вошли в систему (шаг 3). При этом они подтвердили свои полномочия (прошли процедуру аутентификации), применив имеющиеся аутентификаторы. После этого исполнители приобретают статус авторизованных пользователей АРМ. Оценки начального ПФС исполнителей рассчитываются для каждого из них путем объединения (выражения (2)–(4)) информации (шаг 9) от различных каналов взаимодействия с техническими средствами автоматизированных рабочих мест. Последняя образуется путем расчета характеристик (1) случайного джиттера , , , , , (шаг 6), например, при решении оператором набора тестовых задач (шаг 5) с использованием текстового и речевого каналов взаимодействия с техническими средствами АРМ. Необходимость введения данного этапа обусловлена снятием ограничения на то, что в начале работы оператор находится в состоянии оперативного покоя ( ). Оптимизация закрепления исполнителей за функциями с учетом их текущих ПФС заключается в нахождении значений , доставляющих максимальное значение общему критерию эффективности (12) при условии (13) и ограничениях (14). Данная задача является задачей линейного программирования и может быть решена известными методами [9]. На основе ее решения фактическая загрузка i-го исполнителя будет определяться следующим образом (шаг 10): . (15) Ее расчет в процессе выполнения производственно-технологических функций (шаг 7) также основан на объединении (шаг 9) информации о соответствующих характеристиках случайного джиттера (шаг 8) сигналов взаимодействия оператора с техническими средствами АРМ. После расчета фактической загрузки исполнителей на каждом этапе реализации технологического процесса происходит перераспределение ПТФ между исполнителями (шаг 12), исключение (возможно, временное) исполнителей со значительным ( ) отклонением ПФС от состояния оперативного покоя из производственного процесса. M G 3 6 M j w N j ... 1 j Q iq M i ... 1 M if RJ Over ОТ T RJ НАЖ t RJ НАЖ T RJ НАЖ.ЛКМ t RJ НАЖ.ЛКМ T RJ МЫШЬ T RJ 1 if const fi M i ... 1 ij x M i ... 1 N j j ij i Q x q 1 ФАКТ RJ Over 1 if
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 9 http://naukovedenie.ru 131TVN214 Пример реализации предложенной методики для решения задач разработки программного обеспечения автоматизированных систем обработки информации и управления Предположим, что выполнение проекта основано на реализации N=6 производственно технологических функций M=10 исполнителями. Перечень ПТФ и компетенций (K=24) исполнителей для их реализации, соответствующие матрицы и , а также показатели значимости и трудоемкость выполнения (человеко-часы) j-й функции приведены в [2]. Ресурсы исполнителей заданы в виде вектора . При нахождении на начальном этапе всех операторов в состоянии оперативного покоя оптимизация целевой функции (12) с использованием приложения Optimization 3.0 среды технических расчетов MATLAB позволила получить следующие результаты: при максимальном значении общего критерия эффективности . При этом фактическая загрузка исполнителей (15) составила . Далее моделировались различные этапы выполнения технологического процесса, при которых изменялось ПФС трех исполнителей (первого, пятого и седьмого) при сохранении состояния оперативного покоя остальных (рис. 3). На представленном рисунке прямая на уровне соответствует случаю оптимального закрепления исполнителей без учета их ПФС (или когда все они постоянно находятся в состоянии оперативного покоя), и не является адекватной существующему положению дел при управлении реальными людьми. Эффективность оптимизации закрепления функций за исполнителями по критерию (12) определяется превышением кривой ( при (с учетом ПФС)) над кривой ( при (без учета ПФС)), а их значения соответствуют случаям, когда распределение функций не учитывает ПФС и учитывает состояния (верхние кривые) соответственно. Представленные данные позволяют утверждать, что закрепление исполнителей на основе разработанного критерия (8) в условиях изменения их ПФС является адекватным задаче управления человеческими ресурсами и эффективным относительно существующих решений. Изменение фактической загрузки исполнителей (15) в процессе выполнения ПТФ, связанное с отклонением их ПФС от состояния оперативного покоя, может быть применено для оценки эффективности их использования (шаг 12 на рисунке 2): K N R K M P j w j Q 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 q 1 if 10 ... 1 i 67 ,0 0 0 0 0 33 ,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 75 ,0 0 0 0 0 0 25 ,0 0 0 0 0 0 0 5,0 0 0 0 0 5,0 ОПТ x 6151 ,0 E 20 30 0 30 30 30 0 30 0 30 ФАКТ q 6151 ,0 E E опт ijx E опт ijx if
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 2, март – апрель 2014 Опубликовать статью в журнале - http://publ.naukovedenie.ru Институт Государственного управления, права и инновационных технологий (ИГУПИТ) Связаться с редакцией: publishing@naukovedenie.ru 10 http://naukovedenie.ru 131TVN214 , (16) где эффективность использования i-го исполнителя на t-м этапе выполнения технологического процесса рассчитывается по выражению (11). Заключение. Предложенная методика обеспечивает повышение эффективности управления исполнителями технологических процессов наукоемких производств за счет оперативного определения их психофизиологического состояния и динамического распределения их функций. Ее применение позволяет решить вопросы автоматизации управления человеческими интеллектуальными ресурсами. Рис. 3. Эффективность закрепления функций за исполнителями , 1 ОБЩ T t t i i E E M i ... 1 t iE 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1 2 3 4 5 0.46 0.48 0.5 0.52 0.54 0.56 0.58 0.6 0.62 Этапы if E 1f 5f 7f опт при ПФС я учитывающа не ijx E ПФС учетом с при опт ij x E ПФС учета без при опт ijx E